Резистор /?д в цепи постоянного тока выбирают из условия ограничения постоянного тока в статоре значением, равным трехкратному току статора при холостом ходе двигателя /с,х- Сопротивление резистора можно рассчитать по формуле

/?д=--(2с + /?„р).

где 6п - напряжение источ11ика постоянного тока; /„- постоянный ток в обмотке :татора; /?с - сопротивление фазы статора; ?пр - сопротивяение проводов.

Преимущества динамического торможения: высокая плавность, надежность и долговечность. Настройки и регулировки практически не требуется. Ударные моменты не превышают 2 Мном-

Торможение противовключением и двухтоковое. Как известно, режим торможения противовключением асинхронного двигателя возникает при вращении двигателя против поля, когда изменяю порядок чередования фаз • статора. Этот метод торможения отличается эффективностью, так как момент двигаеля значителен (1,5-2Л1ном) и мало меняется в течение всего времени замедления (см. кривую 2 на рис. 6).

В конце процесса торможшия двигатель должен бриь своевременно отключен от сети, чтобы предотвратить его реверс. Применение реле времени для контроля остановки при торможении противовключением невозможно из-за разброса выдержек времени, нестабильности нагрузки и напряжения сети. Поэтому в классических схемах торможения противовключением исюльзуют реле скорости или реле ЭДС ротора. Однако погрешности срабатывания этих аппаратов приводят к значртельной погрешности позиционирования.

Торможение противовклрчением неприменимо при большом числе включений д1игателя, так как вызывает его повышенный нагрев: потеи энергии в двигателе примерно в 3 раза выше, чем npi динамическом торможении. К недостаткам этого вида тфможения относятся также значительные ударные момен-ы при переключении двигателя, которые могут в 10 ра! и более превышать номинальный момент двигателя.

Двухтоковое торможение Существляется путем одновременной подачи в обмотки статора переменного и постоянного токов. В момент н<чала торможения изменяет-20

О о q

Rtf-

ся порядок чередования фаз статора. Механическая характеристика 3 асинхронного двигателя при двухтоковом торможении получается в результате суммирования механических характеристик режимов динамического торможения 1 и противовключения 2 (см. рис. 6). Во втором квадранте двигатель развивает значительные тормозные моменты, обеспечивающие быстрое замедление (переход нз точки А в точку Б). Если при /г=0 двигатель не отключить от сети, он реверсируется и работает при низкой («ползучей») частоте вращения (точка В). В отличие от торможения противовключением в схемах двухтокового торможения можно применять для управления процессом реле времени.

Одна нз рекомендуемых схем симметричного двухтокового торможения (с подачей постоянного тока в обмотки всех трех фаз статора) показана на рис. 10. Настройка эффективности торможения производится резисторами R1-R3, уровня «ползучей» частоты вращения - резистором R4.

Магнитное и магнитно-динамическое торможение.

В асинхронном двигателе можно создать тормозной момент после отключения от сети, используя энергию затухающего магнитного поля. Такой способ иногда называют

Рис. 10. Схема симметричного двухтокового торможения

.? ? ? ? ? ?

Рис. и. Схемы магнитного торможения с токоограничивающими (а) и разрядными (б) резисторами и схема магнитно-динамического торможения (в)

Конденсаторное торможение и его сочетание с динамическим и магнитным. Конденсаторное торможение асинхронных двигателей малой мощности и комбинированные способы торможения с его использованием в последние годы получили значительное распространение. С точки зрения быстроты остановки, сокращения тормозного пути н повышения точности указанные виды торможения часто дают лучшие, результаты. Конденсаторное торможение основано на использовании явления самовозбуждения асинхронной машины. В отличие от динамического и рекуперативного оно не требует потребления возбуждающей энергии из сети.

На рис. 12,а приведена схема включения двигателя при конденсаторном торможении. Параллельно обмотке статора включают конденсаторы, обычно соединенные по схе ме треугольника. При отключении двигателя от сети токи разряда конденсаторов создают магнитное поле, вращающееся с низкой угловой скоростью. Машина переходит в режим генераторного торможения, частота вращения снижается до значения, соответствующего частоте вращения возбужденного поля. Во время разряда конденсаторов по-

? ? ?

? ? Т

\ ? Т

, 7,0 6,0 5,0 о- 3,0 г, Рнс. J2. Конденсаторное торможение асинхронных двигателей

, торможением коротким замыканием, так как простейшим схемным решением является замыкание накоротко обмотки статора. В последние годы этот способ получил более точное название - магнитное торможение.

Схемы переключения двигателя в режим магнитного торможения показаны на рис. И. Наиболее эффективен этот способ торможения для малоинерционных электроприводов малой мощности. К малоинерционным приводам относятся такие, у которых приведенный к валу двигателя момент инерции механизма не превышает двукратного момента инерции двигателя. В двигателе мощностью до 1 кВт возможно поглощение более 857о кинетической энергии, запасенной ротором при номинальной частоте вращения. С увеличением мощности двигателя момент инерции ро тора растет быстрее, чем энергия магнитного поля. Поэт му эффективность магнитного торможения снижается.

В начале режима короткого замыкания статора пр номинальной частоте вращения пики момента на валу в 4-7 раз превышают номинальный -момент двигателя [3]. Прн этом двигатель интенсивно (за время 0,02-0,06 с) тормозится. Тормозной путь составляет доли оборота вала двигателя. Для короткого замыкания статора двигателей мощностью до 1 кВт используют обычно вспомогательные контакты линейного контактора.

Уменьшение пиков момента в 1,5-2 раза без уменьшения эффективности торможения достигается введением в цепь статора резисторов (рис. 11,6). Сопротивление резисторов должно в 4-5 раз превышать активное сопротивление фазы статора.

Наиболее эффективно магнитное торможение в сочетании с динамическим и конденсаторным торможением. Схема магнитно-динамического торможения (МДТ) дана на рис. 11,в. На первом этапе включается контактор Т1 и двигатель быстро замедляется в режиме магнитного тор-кожения. После затухания магнитного потока отключается контактор Т1 и включается контактор динамического торможения Т2. Двигатель останавливается.

Применение МДТ для малоинерционных приводов мощностью до 7 кВт вместо динамического торможения при одном и том же значении постоянного тока уменьшает время торможения в 1,4-2 раза, а путь торможения - в 3-4 раза. Для приводов мощностью до 1 кВт время и путь торможения уменьшаются еще значительнее. За счет резкого уменьшения тормозного пути существенно увеличивается точность остановки электропривода [3, 4]. 22

является большой тормозной момент, который с уменьше-! нием частоты вращения падает. В начале торможения происходит быстрое поглощение запасенной ротором кинетической энергии при малом тормозном пути. ,Торможение резкое, ударные моменты достигают 7 М„ом- Значение пика тормозного тока при самых больших значениях емкости не превышает пускового тока. Среднее значение момента составляет 0,5-1 УИном-

На рис. 12,г построены тормозные характеристики двигателей единой серии малой мощности для разных емкостей. Номинальной емкостью Сном считается такая емкость, которая обеспечивает полную компенсацию реактивной составляющей тока статора двигателя при номинальной нагрузке.

Как видно из кривых рис. 12,г, с ростом емкости конденсаторов тормозной момент увеличивается и торможение длится до более низкой частоты вращения. Исследования показали, что оптимальное значение емкости лежит в пределах 4-6 С„о„ [3].

Для сети частотой 50 Гц значение номинальной емкости конденсаторов при соединении их треугольником, а обмотки статора в звезду подсчитывается по формуле, мкФ,

С„=.1840-

(12)

где /о - ток намагничивания двигателя (на фазу); [/„ом - номинальное линейное напряжение.

Прн f/„oM = 380 В получаем, мкФ, Сн = 4,85 /о.

Конденсаторное торможение прекращается при частоте вращения 30-40% номинальной, когда частота вращения ротора становится равной частоте вращения поля статора от возникающих в статоре свободных токов. При этом в процессе торможения поглощается более 3/4 кинетической энергии, запасенной приводом. Для полной остановки двигателя по схеме рис. 12,а необходимо наличие на валу момента сопротивления.

Описанная схема выгодно отличается отсутствием переключающих аппаратов, простотой обслуживания, надежностью и экономичностью.

При глухом подключении конденсаторов параллельно двигателю можно применять только такие типы конденсаторов, которые рассчитаны на длительную работу в цепи переменного тока. К ним относятся конденсаторы следующих типов: МБГЧ на напряжение 500 В, КМ1, КМ2 и КС1 на 380 В, а также КБГ-МН на 600 В при повторно-кратко-24

временном режиме работы электропривода (при ПВ<50%) и 1000 В при продолжительном режиме работы.

Если торможение осуществляется по схеме рис. 12,в с подключением конденсаторов после отключения двигателя от сети, возможно применение более дешевых и малогаба- рнтных металлобумажных конденсаторов типов МБГП и МБГО, предназначенных для работы в цепях постоянного и пульсирующего тока, а также сухих полярных электролитических конденсаторов (КЭ, КЭГ и др.).

Конденсаторное торможение с глухо подключенными по схеме треугольника конденсаторами целесообразно при- менять для быстрой и точной остановки электроприводов, на валу которых действует момент нагрузки не менее 25% номинального момента двигателя.

Для конденсаторного торможения может быть применена и упрошенная схема: однофазное включение конденсаторов (рис. 12,6). Для получения такого же тормозного эффекта, как прн трехфазном включении емкости, необходимо, чтобы емкость конденсатора в однофазной схеме была в 2,1 раза больше емкости в каждой фазе в схеме на рис. 12,а. Прн этом, однако, емкость в однофазной схеме составляет лишь 70% суммарной емкости конденсаторов-при нх трехфазном включении.

Потери энергии в двигателе при конденсаторном торможении наименьшие по сравнению с другими видами торможения, поэтому оно рекомендуется для электроприводов с большим числом включений. При выборе аппаратуры следует учесть, что контакторы в цепи статора долж-. ны быть рассчитаны на ток, протекающий по конденсаторам.

Для устранения недостатка конденсаторного торможения - прекращения действия до полной остановки двигателя- используют его сочетания с динамическим и

J J J

Л \ V г

(@) (®)

Рис. 13. Схемы конденсаторно-дннамнческого торможения